JP6051966B2 - 給紙装置、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙設置部の用紙束から用紙を１枚ずつ次工程に供給する給紙装置、およびこの給紙装置を備える画像形成装置に関する。

複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置には、用紙設置台に積載された複数の用紙からなる用紙束から最上位の用紙を一枚ずつ次工程に搬送する給紙装置が備えられている。この給紙装置としては、用紙束が設置可能なシート設置台と、最上位の用紙を吸着して搬送する吸着搬送ベルトを備えた用紙搬送装置とを有するものがある。また、給紙装置では、駆動装置が用紙設置台を上昇させ用紙が用紙搬送装置の吸着搬送ベルトの間隔を最適なものとする。ここで、「用紙」は、印刷用の紙の他、ＯＨＰ用シート等、画像形成に供されるすべてのシート状の記録媒体を含むものとする。

用紙設置台の上昇量は、用紙束の再上位面の位置を検出手段で検出し、この最上位面と用紙搬送装置の吸着搬送ベルトと間隔が最良とするべく設定される。ここで、用紙設置台が上昇しすぎた場合を想定して、用紙設置台の上下動を検出するセンサーを備え、用紙設置台が上昇しすぎた場合緊急停止できるようにした給紙装置が提案されている（特許文献１参照）。

しかし、特許文献１に記載のものにあっては、用紙設置台の駆動モータが緊急停止した場合のオーバーランが考慮されていない。このため、制御上でモータを停止させるようにしても、実際に装置が停止するまでにオーバーランして、用紙束の上面が吸着搬送ベルトにぶつかってしまうことがある。

このようなオーバーランは、制御ソフトが暴走することにより発生することもある。このような事態としてベルトと用紙間の間隔を検知できない場合が想定できる。また、制御ソフトが暴走すればモータを停止させること自体ができないこともある。用紙設置台が上昇して、用紙束が用紙搬送装置に衝突した場合、給紙搬送装置に配置され用紙を吸引するチャンバーダクトの結合部分が外れてしまう、もしくは破損してしまうこととなる。

さらにこのような場合、給紙搬送装置に電気配線を繋げているドロワコネクタにせん断力がかかり、破損してしまう。また、用紙搬送装置を給紙装置本体に位置決めして取付けている位置決めピンにせん断力がかかり、破損してしまうこととなる。

本発明は前記問題点を解決し、用紙設置台が異常に上昇して用紙搬送装置に接触し他場合でも、用紙搬送装置が破損されることを防止できる給紙装置を提供することを目的とする。

本発明に係る給紙装置は、用紙束を積載した状態で駆動装置により上下方向に移動可能な用紙設置台と、前記用紙設置台に積載された前記用紙束の上方に前記用紙束の最上面から予め定めた所定距離だけ離れた吸引位置に配置され、前記用紙束の最上位に配置された最上位の用紙を吸引して搬送する用紙搬送装置と、を備える給紙装置であって、前記用紙搬送装置は、水平方向に突出形成されたピン部材を有し、前記給紙装置の本体は、鉛直方向に沿って配置され、前記ピン部材が挿入されるピン挿入孔を備えた取付板部を有し、前記ピン挿入孔は、前記ピン部材が上下方向に移動できる長孔部を備え、前記ピン挿入孔には、前記ピン部材に上方から接触するピン押さえ部材、および前記ピン押さえ部材を前記ピン部材に向け押し付ける弾性体を配置した、ことを特徴とする。

本発明によれば、用紙設置台が異常に上昇して用紙搬送装置に接触しても、用紙搬送装置は上方に向け移動して、用紙搬送装置を給紙装置本体に接続するピン部材が弾性体に弾性的に接触するので用紙搬送装置の破損が防止できる。

本発明に係る給紙装置を備える画像形成装置の概略構成を示す模式図である。 本発明に係る給紙装置の実施形態に係る給紙装置の全体構成を示す正面図である。 同給紙装置の搬送装置を示すものであり、（ａ）は搬送装置を示す正面図、（ｂ）は上方に移動した状態の搬送装置を示す正面図である。 同搬送装置を示す側面図である。 同搬送装置の平面図である。 同搬送装置の前側取付部を示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は弾性部材を取り外した状態の部分斜視図である。 同搬送装置の前側取付部を示すものであり、（ａ）は図６（ａ）とは異なる方向からの部分斜視図、（ｂ）は上方に移動した状態を示す部分斜視図である。 同搬送装置の後側取付部を示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）とは異なる方向からの斜視図である。 同搬送装置における緊急停止装置を示す回路図である。 同搬送装置のチャンバーダクトの取付状態を示す断面図である。 同搬送装置の前側取付部のフィラーコネクタを示す斜視図である。 同搬送装置を示す図１０（ａ）中のＡ−Ａ線に相当する断面図であり、（ａ）は正常時、（ｂ）は上方片の移動時を示すものである。 同搬送装置を示す図１０中のＢ方向からの矢視図であり、（ａ）は正常時、（ｂ）は上方への移動時を示すものである。

本発明を実施するための形態に係る給紙装置、および画像形成装置について説明する。図１は実施形態に係る給紙装置を適用しうる画像形成装置を示す模式図である。画像形成装置８０は、図１に示すように、画像形成処理を行う画像形成装置本体９０と、画像形成装置本体９０の一側面に接続された給紙装置１０とから構成されている。画像形成装置本体９０は、例えば電子写真式の画像形成部を備えたプリンタ、複合機である。また、画像形成装置本体９０は、電子写真式のものに限らず、インクジェット方式等、他の方式の画像形成部を備えるものであってもよい。さらに、画像形成装置本体９０と給紙装置１０とを別の装置として説明しているが、給紙装置は画像形成装置本体内に配置されるものであってもよい。

図２は本発明に係る給紙装置の実施形態に係る給紙装置の全体構成を示す正面図である。給紙装置１０は、用紙を重ねて配置した用紙束Ｓを格納する用紙配置部２０と、用紙束Ｓの最上位の用紙を吸引して搬送する用紙搬送装置３０とを備える。用紙配置部２０の下部には用紙束Ｓが積載される用紙設置台２１が配置され、この用紙設置台２１は図示しない駆動手段で上下方向に駆動され、用紙束Ｓの最上面から所定距離ｄだけ離れた吸着位置に配置される。

また、給紙装置１０において、用紙搬送装置３０は、用紙浮上用エアを吹き付ける浮上用送風器３４を備え、用紙搬送装置３０の直下まで用紙束Ｓ上の最上位の用紙Ｓ１を浮上させる。そして、用紙搬送装置３０は、積載された複数枚の用紙からなる用紙束Ｓから浮上した最上位の用紙Ｓ１を一枚ずつ搬送する。なお、搬送装置はこの例に限らず、他の方式の機構であってもよい。他の方式としては、摩擦分離方式、例えば給紙ローラーとパッドとの組み合わせ、フィードローラーとリバースローラーとを組み合わせ（ＦＲＲ方式）、ロールフィーダ方式（ＲＦ方式）がある。また、静電吸着方式、エア吸着方式等を採用することもできる。

用紙搬送装置３０は、無端状の吸着搬送ベルト３１と、この吸着搬送ベルト３１が巻き掛けられる２つのローラー３２、３３とを備える。ローラー３２、３３のうち一方のローラー３３は、図示しない回転駆動手段で回転駆動され、吸着搬送ベルト３１が順次移動され、ローラー３２はこれらに従って回転する。また、用紙搬送装置３０には用紙吸引用の吸引チャンバー３６が配置され、吸着搬送ベルト３１の図示しない吸引用穴部からエアを吸引して浮上した用紙Ｓ１を吸引し、吸着搬送ベルト３１の転動により用紙Ｓ１を搬送する。この吸引チャンバー３６は、用紙搬送装置３０から外側に延びるチャンバーダクト３５（図３、図４参照）から用紙配置部２０の本体側に配置された排気手段で排気される。また、用紙搬送装置３０への電力および制御信号は、用紙搬送装置３０に設けた搬送側端子であるドロワコネクタ５８に外部からの給紙装置１０本体からの本体側端子である固定側コネクタ５９を接続して供給される（図１１参照）。

用紙搬送に際して用紙設置台２１は、所定位置まで上昇され、浮上用送風器３４は、用紙設置台２１上に積載された用紙束Ｓの前端面に向かってエアを吹き付ける。このエアで最上位の用紙Ｓ１を用紙搬送装置３０の高さまで浮上させる。そして吸引チャンバー３６の作用により用紙Ｓ１を吸着搬送ベルト３１に吸着させて搬送ローラー２２を経由して画像形成装置本体９０に搬送する。

次に用紙搬送装置３０の構成について説明する。図３は実施形態に係る給紙装置の搬送装置を示すものであり、（ａ）は搬送装置を示す正面図、（ｂ）は上方に移動した状態の搬送装置を示す正面図、図４は同搬送装置を示す側面図である。図５は同搬送装置の平面図、図６は同搬送装置の前側取付部を示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は弾性部材を取り外した状態の部分斜視図である。図７は同搬送装置の前側取付部を示すものであり、（ａ）は図６（ａ）とは異なる方向からの部分斜視図、（ｂ）は上方に移動した状態を示す部分斜視図である。そして、図８は同搬送装置の後側取付部を示す図、図９は同搬送装置のチャンバーダクトの取付状態を示す断面図である。

以下、図４の右側（矢印Ｆ）を前側、同左側（矢印Ｂ）を奥側という。用紙搬送装置３０は、図４に示すように、ベース部材５０を備える。ベース部材５０には、２本のピン部材である奥側位置決めピン４３、４３および２本のピン部材である前側位置決めピン４４、４４が水平方向に突出形成されている。前側位置決めピン４４および奥側位置決めピン４３は前側に向け突出形成される。用紙搬送装置３０は、図３および図６に示すように、前側位置決めピン４４、４４を用紙配置部２０の本体に鉛直方向に配置された取付板部である位置決め板２３のピン挿入孔である孔部３７、３７に挿入されて取り付けられる。このとき、奥側位置決めピン４３、４３が図８に示すように、用紙配置部２０の本体をなす支持プレート５４に位置決め板５５を介して取り付けられる。

まず、前側位置決めピン４４、４４による用紙搬送装置３０の取り付け状態について説明する。位置決め板２３に形成される孔部３７は、図６（ｂ）に示すように、上下方向に長手方向を向けた長孔部３７ａと、この長孔部３７ａの上方に連続して形成された角穴部３７ｂとで構成される。長孔部３７ａは、前側位置決めピン４４を挿入可能であり、前側位置決めピン４４が上下方向に移動できる寸法形状を備える。角穴部３７ｂは長孔部３７ａの幅寸法より大きな幅寸法を備える。

実施形態に係る給紙装置１０では、孔部３７には、図３（ａ）および図６（ｂ）に示すように、ピン押さえ部材４５と、弾性体４６とが配置される。ピン押さえ部材４５は、長孔部３７ａに上下方向に移動可能であり、上側から孔部３７に挿入された前側位置決めピン４４に接触する。また、弾性体４６は、角穴部３７ｂに配置され、ピン押さえ部材４５を前側位置決めピン４４を押さえる方向、すなわち下方にピン押さえ部材４５を押さえる。ピン押さえ部材４５は、硬質合成樹脂で、弾性体４６は、コイルスプリング、ゴムなどで構成できる。

孔部３７に前側位置決めピン４４、ピン押さえ部材４５、弾性体４６を配置した状態で、前側位置決めピン４４は、孔部３７の下端部に押付けられ、用紙搬送装置３０は、吸引位置に配置される。前側位置決めピン４４、４４は、用紙搬送装置３０が用紙を搬送するため、搬送位置にある常時は、図３（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）に示す位置にある。

一方、何らかの事態が発生して用紙搬送装置３０が用紙設置台２１に押し上げられ用紙束Ｓに下方から用紙搬送装置３０を押し上げると、前側位置決めピン４４、４４が孔部３７、３７内で押し上げられる。そうすると、図３（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、弾性体４６が圧縮されて、ピン押さえ部材４５が上方に移動し、前側位置決めピン４４、４４に大きな力が負荷するのを防止できる。

次に奥側位置決めピン４３による用紙搬送装置３０の取り付け状態について説明する。図８に示すように、奥側位置決めピン４３は、位置決め板５５に形成された孔部３８に挿入される。孔部３８は奥側位置決めピン４３を、がたつき無く挿入できる直径を備える。また、ベース部材５０は孔５７からねじで支持プレート５４に固定される。このため、ベース部材５０と位置決め板５５とは固定される。このため、ベース部材５０に引き抜き方向の力が加わってもベース部材５０が位置決め板５５から外れることはない。

さらに、位置決め板５５は、２箇所に突起部５５ａ、５５ａを備え、この突起部５５ａ、５５ａが支持プレート５４に開設された上下方向の長孔５６、長孔５６に挿入されている。さらに位置決め板５５の棚部５５ｂと支持プレート５４の棚部５４aとの間には弾性体５３、５３が配置されている。このため、ベース部材５０に下方から力が加わると、ベース部材５０は位置決め板５５とともに支持プレート５４に対して上下方向に移動できる。このため、用紙搬送装置３０が用紙搬送を行う常時は、位置決め板５５は、図８（ａ）に示した位置にあり、用紙搬送装置３０は搬送位置に保持される。

一方、何らかの事態が発生して用紙搬送装置３０が用紙設置台２１に押し上げられ用紙束Ｓに下方から用紙搬送装置３０を押し上げると、位置決め板５５の棚部５５ｂが棚部５４ｂとの間に配置された弾性体５３、５３を圧縮しつつ上昇する。これにより奥側位置決めピン４３、４３に大きな力が負荷するのを防止できる。

さらに、実施形態に係る給紙装置１０は、用紙設置台２１の異常上昇を検出して用紙設置台２１の駆動を停止する緊急停止装置を備える。実施形態に係る給紙装置１０は、図４、図５、および図７に示すように、用紙搬送装置３０のベース部材５０に移動検出手段であるフィラー４７を設け、また位置決め板２３に移動検出手段であるセンサー４８を設けている。センサー４８は光がフィラー４７で遮られたことを検出してベース部材５０の位置を検出する。これらの移動検出手段により、用紙搬送装置３０が用紙束Ｓに押し上げられたことを検知して移動信号を出力し、この移動信号に基づいて緊急停止装置で用紙設置台２１の駆動を停止する。

図９は同搬送装置における緊急停止装置を示す回路図である。緊急停止装置１００は、ＣＰＵ等を備えたマイクロコンピュータ（マイコン）１１０と、ゲート１２０とを備えて構成される。マイクロコンピュータ１１０は、給紙装置１０および用紙搬送装置３０の動作状況に基づいて動作信号を発生する。ゲート１２０は、マイクロコンピュータ１１０からの動作信号とセンサー４８からの移動信号とを受け、用紙設置台２１の駆動用モータ１４０のモータドライバ１３０に停止信号を発する。そして、モータドライバ１３０では停止信号を受けるとスイッチ装置を閉状態として駆動用モータ１４０への駆動電力の供給を停止する。

実施形態に係る給紙装置１０では、ソフトウエアの暴走があったとしても、ソフトウエアに依存しない構成としている。そして、センサー４８がフィラー４７を検知したとき、用紙設置台２１の駆動装置の動作を停止させ給紙装置１０全体の破損を防止する。

次にチャンバーダクト３５の接続について説明する。図１０は実施形態に係る給紙装置の搬送装置におけるチャンバーダクトの取付状態を示す断面図である。上述のように、吸引チャンバー３６はチャンバーダクト３５からファンモータ等により負圧となるようにエアを排気される。実施形態に係る給紙装置１０では、チャンバーダクト３５は、管接続部７０において給紙装置１０の本体から配置された吸引管５２に接続されている。

管接続部７０は、用紙搬送装置３０が用紙束Ｓに押されて前記吸引位置から移動したとき、チャンバーダクト３５と吸引管５２とが上下方向に位置変更可能である。このため、管接続部７０は、チャンバーダクト３５の端部に形成したダクトフランジ７１と、吸引管５２に形成した吸引管フランジ７２とをつきあわせて構成している。吸引管フランジ７２は、ダクトフランジ７１より大きく、その周縁には鍔部７２ａを備え、ダクトフランジ７１が吸引管フランジ７２から外れないようにしている。なお、ダクトフランジ７１と吸引管フランジ７２の間には緩衝材を兼ねたエアパッキンを介在させることができる。

次に給紙装置１０本体と用紙搬送装置３０とを電気的に接続するドロワコネクタ５８の接続状態について説明する。図１１は同搬送装置の前側取付部のフィラーコネクタを示す斜視図である。また、図１２は同搬送装置を示す図１０（ａ）中のＡ−Ａ線に相当する断面図であり、（ａ）は正常時、（ｂ）は上方への移動時を示すものである。さらに、図１３は同搬送装置を示す図１０中のＢ方向からの矢視図であり、（ａ）は正常時、（ｂ）は上方の移動時を示すものである。

図１１、図１３に示すように、ドロワコネクタ５８は部材の弾性を利用したスナップフィットで、端子配置部材であるドロワブラケット６０に固定される。ドロワブラケット６０は長孔を介して２つの段付きねじ６１、６１でベース部材５０へ固定される。さらに、ドロワブラケット６０とベース部材５０との間にはドロワブラケット６０を上方に押し上げる弾性体６９が配置される。このため、ドロワブラケット６０は弾性体６９で上方へ押し上げられた状態で維持される。

用紙搬送装置３０が上方へ押し上げられた場合、ベース部材５０は、ドロワコネクタ５８とドロワブラケット６０を移動させることなく、元の位置に残したまま用紙搬送装置３０を相対的に上方へ移動させることができる（図１２（ｂ）、図１３（ｂ））。これによりドロワコネクタ５８の破損を防止する。

図１２（ａ）に示すように、固定側コネクタ５９はスナップフィットで、固定側ドロワブラケット６５に取り付けられる。この固定側ドロワブラケット６５はコイルばね６７と段付きねじ６６で位置決め板２３に固定される。この構成により、固定側ドロワブラケット６５は、図中左右方向に移動できる。そして、ドロワコネクタ５８と固定側コネクタ５９とがはめ合わされた状態で挿抜方向に寸法公差上干渉が発生しても、干渉量だけ固定側ドロワブラケット６５が移動する。これによりドロワコネクタ５８および固定側コネクタ５９の破損を防止できる。

以上のように、実施形態に係る給紙装置１０では、用紙設置台２１が緊急停止したとき、用紙設置台２１が惰性で動いて用紙束Ｓが用紙搬送装置３０を押し上げたとしても、衝撃を吸収でき用紙設置台２１の駆動装置や用紙搬送装置３０が破損することがない。

１０：給紙装置
２０：用紙配置部
２１：用紙設置台
２２：搬送ローラー
２３：位置決め板（取付板部）
３０：用紙搬送装置
３１：吸着搬送ベルト
３２、３３：ローラー
３４：浮上用送風器
３５：チャンバーダクト（ダクト）
３６：吸引チャンバー
３７、３７：孔部（ピン部材挿入孔）
３７ａ：長孔部
３７ｂ：角穴部
３７ｄ：下端部
３８：孔部
４３：奥側位置決めピン
４４：前側位置決めピン（ピン部材）
４５：ピン押さえ部材
４６：弾性体
４７：フィラー（位置検知手段）
４８：センサー（位置検知手段）
５０：ベース部材
５２：吸引管
５３、５３：弾性体
５４a：棚部
５４：支持プレート
５４ｂ：棚部
５５：位置決め板
５５ａ、５５ａ：突起部
５５ｂ：棚部
５６：長孔
５７：孔
５８：ドロワコネクタ（搬送側端子）
５９：固定側コネクタ（本体側端子）
６０：ドロワブラケット（端子配置部材）
６５：固定側ドロワブラケット
６６：ねじ
６７：弾性体
６９：弾性体
７０：管接続部
７１：ダクトフランジ
７２：吸引管フランジ
７２ａ：鍔部
８０：画像形成装置
９０：画像形成装置本体
１００：緊急停止装置
１１０：マイクロコンピュータ
１２０：ゲート
１３０：モータドライバ（スイッチ装置）
１４０：駆動用モータ

特開２００６−３２７７７８公報参照

Claims (6)

1. 用紙束を積載した状態で駆動装置により上下方向に移動可能な用紙設置台と、
   前記用紙設置台に積載された前記用紙束の上方に前記用紙束の最上面から予め定めた所定距離だけ離れた吸引位置に配置され、前記用紙束の最上位の用紙を吸引して搬送する用紙搬送装置と、
   を備える給紙装置であって、
   前記用紙搬送装置は、水平方向に突出形成されたピン部材を有し、
   前記給紙装置の本体は、鉛直方向に沿って配置され、前記ピン部材が挿入されるピン挿入孔を備えた取付板部を有し、
   前記ピン挿入孔は、前記ピン部材が上下方向に移動できる長孔部を備え、
   前記ピン挿入孔には、前記ピン部材に上方から接触するピン押さえ部材、および前記ピン押さえ部材を前記ピン部材に向け押し付ける弾性体を配置した、
   ことを特徴とする給紙装置。
2. 前記用紙搬送装置の前記吸引位置から上方への移動を検出して移動信号を発生する移動検出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記移動検出手段から移動信号に基づいて前記駆動装置への駆動電力を停止するスイッチ装置を備えることを特徴とする請求項２に記載の給紙装置。
4. 前記用紙搬送装置は、前記最上位の用紙を吸引する吸引チャンバーを備え、前記吸引チャンバーにはダクトが外側に向け延び、
   前記ダクトは管接続部において前記給紙装置の本体から配置された吸引管に接続されてなり、
   前記管接続部は、前記用紙搬送装置が前記用紙束に押されて前記吸引位置から移動したとき、前記ダクトと前記吸引管とが上下方向に位置変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の給紙装置。
5. 前記用紙搬送装置は、端子配置部材に取り付けられるとともに前記給紙装置の本体からの本体側端子が差し込まれて、前記用紙搬送装置と前記給紙装置の本体とが電気的に接続される搬送側端子を備え、
   前記端子配置部材は、前記用紙搬送装置が前記用紙に押されて前記吸引位置から移動したとき、前記搬送側端子が本体側端子に接続されたまま相対的に下方に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の給紙装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の給紙装置と、前記給紙装置で搬送される前記用紙に画像形成する画像形成部を備えることを特徴とする画像形成装置。